層流尾翼システム技術の研究
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2025年2月～2026年1月)
報告書番号: R25JA0601
利用分野: 航空技術
- 責任者: 郭東潤, 航空技術部門航空環境適合イノベーションハブ
- 問い合せ先: 徳川直子(tokugawa.naoko@jaxa.jp)
- メンバ: シャントゥ ザビエル, 池上 直優, 石田 貴大, 黒田 文武, 大平 啓介, 徳川 直子, 玉崎 海渡, 上島 啓司, 山本 創, 吉田 隼秀
事業概要
環境性能を向上させる次世代機開発を見据え, 機体抵抗（表面摩擦抵抗）を削減することができる層流設計技術, 表面冷却による境界層制御技術, リブレット技術の技術レベルを向上させることを目的に衝撃波制御を含めた層流主翼設計技術の高度化等を行う.
参照URL
https://www.aero.jaxa.jp/research/ecat/igreen/ 参照.
JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点
航空機の燃料消費量削減を目的とした層流化技術においては, 微細な境界層流れを解析するために, 高精度な流体解析を数多く実施する必要がある. 特に, 気流乱れによる境界層遷移に対する影響や境界層制御の効果の評価などの事業遂行において, スパコンを用いた流体解析は必要不可欠である.
今年度の成果
層流垂直尾翼の設計, 検証技術に関するフォローアップとして, Reynolds-averaged Navier-Stokes equations (RANS)モデルと組み合わせて乱流遷移を予測する遷移モデルを用いて, 層流垂直尾翼の遷移位置の予測を検証を行った. 非構造格子流体解析ソルバFaSTARにおいて, 遷移モデルとしてLangtry-Menterモデル(LM2015)を用いた. 遷移モデルの入力パラメータである粗さの値を実際の大きさである0.05μmを用いた解析において, 翼弦長を代表長とするレイノルズ数が 12.8, 23.6 millionの両ケースともに遷移予測位置が風洞試験結果と概ね一致した.
図1: 粗さ高さを0.05μmとした場合のLM2015モデルによる遷移予測位置と風洞試験結果の比較
成果の公表
-口頭発表
上島啓司, 石田貴大, 大平啓介, 徳川直子, 第63回飛行機シンポジウム, "乱流遷移モデルSST-2003 Langtry-Menter 2015を用いた層流垂直尾翼の遷移位置予測"
JSS利用状況
計算情報
- プロセス並列手法: MPI
- スレッド並列手法: 自動並列
- プロセス並列数: 48 - 9600
- 1ケースあたりの経過時間: 12 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.98
内訳
JSS3のシステム構成や主要な仕様は、JSS3のシステム構成をご覧下さい。
| 計算システム名 | CPU利用量(コア・時) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| TOKI-SORA | 24035870.76 | 1.09 |
| TOKI-ST | 64741.56 | 0.07 |
| TOKI-GP | 1127.50 | 0.02 |
| TOKI-XM | 38800.37 | 13.33 |
| TOKI-LM | 12063.18 | 0.91 |
| TOKI-TST | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TGP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TLM | 0.00 | 0.00 |
| ファイルシステム名 | ストレージ割当量(GiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| /home | 0.00 | 0.00 |
| /data及び/data2 | 51200.00 | 0.34 |
| /ssd | 0.00 | 0.00 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 38.60 | 0.12 |
|---|
※1 総資源に占める利用割合：3つの資源(計算, ファイルシステム, アーカイバ)の利用割合の加重平均.
※2 資源の利用割合：対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.
ISV利用量
| 利用量(時) | 資源の利用割合※2(%) | |
|---|---|---|
| ISVソフトウェア(合計) | 1655.09 | 1.16 |
※2 資源の利用割合：対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2025年2月～2026年1月)